導讀：
丹尼爾·博爾，1997年獲得牛津大學哲學與心理學學士學位，1998年獲得劍橋大學認知神經(jīng)科學博士學位
書中提出了一種新的意識運作模式，他的觀點與傳統(tǒng)的哲學觀點完全不同。博爾認為，意識是大腦的產(chǎn)物，隨著知識積累，意識也在發(fā)展。意識實際上是一個思想工廠，是經(jīng)過精心選擇的、致力于創(chuàng)新的精神空間。意識的主要任務是發(fā)現(xiàn)深層結(jié)構(gòu)。
博爾的意識運作模式解釋了我們的大腦為何會貪婪地探尋信息，尤其是那些具有模式的信息。比如，當生理需求得到滿足后，我們會玩填字游戲和數(shù)獨游戲。從生物學角度看，玩這些游戲只是在浪費時間；但在博爾看來，這種探尋結(jié)構(gòu)的行為有重大的進化意義。正是這種對結(jié)構(gòu)模式的探尋，引導人類發(fā)現(xiàn)了火，學會耕種。
目錄：
第一章：哲學視域下的意識難題
第二章：大腦進化史：思維的科學
第三章：大腦的進化與構(gòu)造
第四章：從注意到意識
第五章：大腦如何產(chǎn)生經(jīng)驗
第六章：總結(jié)
第一章：哲學視域下的意識難題
意識是人類生命的本質(zhì)，通過意識，我們才能認識自己，了解他人，欣賞美景，聆聽音樂，分享喜悅和悲傷。我們生活中的很多行為都是一種意識行為，如果沒有意識，我們生命將失去色彩和意義。
從歷史上看，對意識問題有強烈興趣是哲學家，400年前，哲學家提出意識是純粹個人、主觀的，個人的意識他人是無法體會的。現(xiàn)代哲學家進一步發(fā)展了這種觀點，認為意識不能被簡單地解釋為大腦活動的產(chǎn)物，他們認為，人體驗到的情緒和掌握的知識紛繁復雜，是計算機不能比擬的。
但本書的作者的觀點與他們是對立的。作者是一位神經(jīng)學家，他認為：意識是大腦的產(chǎn)物，而且大腦本質(zhì)上就是一臺生物計算機。意識是人腦在接收和處理信息的過程中產(chǎn)生的。
但并不是所有的信息都能達到意識這一層面，很多基礎的信息，比如呼吸、走路等常規(guī)和無趣的信息是無意識處理的。意識的一個強烈渴望就是發(fā)現(xiàn)信息的深層結(jié)構(gòu)，能快速提高我的理解能力和控制能力的創(chuàng)新思想，意識急于在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)之外構(gòu)建新的模式。
現(xiàn)在，神經(jīng)學家們已經(jīng)清楚地知道意識在大腦產(chǎn)生的區(qū)域，并提出了這些區(qū)域是如何相互聯(lián)結(jié)以形成意識的數(shù)學模型。這些模型建立在神經(jīng)結(jié)構(gòu)和信息特征的基礎之上，已經(jīng)在理論層面得到解釋。同時，新的實驗方法不斷出現(xiàn)，以探究不同層次的意識。
第二章：大腦進化史：思維的科學
地球上一開始沒有生命，只有化學分子，然后擅長復制相似性很高的后代的分子得以繼續(xù)發(fā)展，最終形成了生命，生命得以脫穎而出的關(guān)鍵在于：非生命體不能進行大量的信息存儲，而生命體可以。
最初的生命體由RNA(核糖核酸)構(gòu)成，RNA是DNA的近親，作為信息存儲的最初載體。他們不僅僅是自我復制，還能像計算機采用0和1或者二進制編碼一樣制造蛋白質(zhì)。
RNA因為其分子結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，所以無法增加信息存儲量，但是DNA解決了這一問題，它要比RAN穩(wěn)定很多，復制也很少出差，還能存儲更多的信息。
DNA存儲于有機結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)的指令；RNA臨時復制DNA編碼片段，將信息轉(zhuǎn)化成不同類型的蛋白質(zhì)；而蛋白質(zhì)是所有有機體必備的生物分子。這一過程最初形成是很成功，擊敗了所有的競爭對手。
一些微生物比如細菌能以蛋白質(zhì)為基礎進行運算，展示了學習能力，但非動物類生物需要花幾代時間，通過自然選擇和DNA對周圍環(huán)境變化進行編碼。而即使是結(jié)構(gòu)最簡單的動物，只需要幾秒技能從環(huán)境中學習到大量的知識，輕易掌握相關(guān)環(huán)境的一些復雜特征，這僅僅靠DNA是無法實現(xiàn)的。某種意義上講，動物掌握了另外一種進化形式：內(nèi)在進化，通過學習進行積累，計算和學習功能內(nèi)化成為了“想法”，這有些類似我們的人工智能領(lǐng)域的：深度學習。
一頭動物能產(chǎn)生無數(shù)的“想法”，對于生命體來說，基因之間組合產(chǎn)生復雜想法的現(xiàn)象很普遍，因為每一種有機體都有幾十億相互作用的基因的“想法”，經(jīng)過無數(shù)代的發(fā)展演化，產(chǎn)生大量復雜的思想。這種高級的、智慧型的信息處理行為的根源在于DNA。
人類的大腦就像一個內(nèi)在進化的世界，我們的大腦能充分、準確地反映世界，幾乎不需要浪費一點體力就能產(chǎn)生不同想法并進行大量選擇?？刂粕眢w是大腦主要的任務，但與產(chǎn)生想法相比似乎沒有那么重要。大腦構(gòu)建了一個廣闊的內(nèi)在世界，讓我們幾乎毫不費力地擁有各種想法和一套“價值體系”。
它知道什么是好的，什么是不好的，什么有利于進化繁衍，什么不利于進化和繁衍。
第三章：大腦的進化與構(gòu)造
人類的大腦有三個不同進化的區(qū)域。
大腦的中心腦干，又稱為“爬行動物腦”。這是人類與爬行動物祖先共同擁有的區(qū)域，是聯(lián)結(jié)大腦和軀體的通道。我們身體所有的感覺信號都是通過腦干傳遞給大腦的其他部分。腦干還控制著基本生命特征，比如呼吸和心率，腦干受損，那么死亡的幾率就很高了，即便是活著，也可能永久失去了意識。
圍繞腦干的部分叫做邊緣系統(tǒng)，是人類與最早期的哺乳動物共同擁有的區(qū)域，稱之為本能中心。邊緣系統(tǒng)決定了我們的性取向和性嗜好，影響?zhàn)囸I和口渴的感覺，還能調(diào)節(jié)體溫。邊緣系統(tǒng)神經(jīng)元有節(jié)奏地活動使得我們的生物鐘很有規(guī)律，憤怒和恐懼這些原始情緒，以及逃離和挺生而出的的本能反應都是邊緣系統(tǒng)決定的。
最后是大腦皮層，是包裹著大腦的其他部分的外殼，只有高級哺乳動物才具有，負責我們最復雜。靈敏的精神活動。它能復制、控制和改變另外兩個相對原始的區(qū)域功能。
大腦皮層分為四個部分，處理各種感覺和抽象的思想。此外大腦還有一個聯(lián)絡官稱為丘腦，位于大腦中間地帶，將大腦各個部位聯(lián)結(jié)起來，使信息在大腦內(nèi)順暢流動。
從生物學上講，人類的目的就是生存和繁衍，無意識為這個目的盡一切努力，意識是協(xié)助無意識實現(xiàn)目的高級助手。意識的作用是實現(xiàn)人類的重大革新，揭示深層的認知模式，但是做決定時只是起輔助作用，而不是支配作用。
第四章：從注意到意識
注意與意識是緊密相關(guān)的，我注意的事情一定是我意識到的事情，而在我們注意范圍之外的事情，都是交給無意識處理的。
注意的作用就是處理信息，一些復雜系統(tǒng)接收的信息量很大，大腦都沒辦法全部處理，那么注意就幫助其篩選出哪些需要處理，哪些不用處理。注意就是一個過濾和提煉數(shù)據(jù)的決定機制。
就感覺能力來說，我們和大多數(shù)哺乳動物差不多，人類的優(yōu)勢在于分析能力，大腦神經(jīng)系統(tǒng)能進行各種數(shù)據(jù)處理，使得我們擁有無限的學習能力。處理信息需要我們的時間和能量，所以我們也必須要過濾掉冗余的信息。
那大腦怎么知道哪些信息重要或者不重要呢。注意系統(tǒng)中優(yōu)先級最高的是“當前的威脅”，在沒有威脅的情況下，注意集中在基本的生理需求，比如事物，生育和社會地位等，然后才輪到廣泛的信息考察，也就是好奇心的世界。
注意力的產(chǎn)生是神經(jīng)元（類似神經(jīng)系統(tǒng)的原子）之間的相互競爭的結(jié)果。類似生物界的自然選擇，強者生存的道理一樣。“意識”就是我們的“注意”對信息過濾和提煉之后的產(chǎn)物。
將基礎的信息組合起來，形成更有意義的信息，這一過程對學習和意思來說都很重要。注意過濾完信息之后，只保留三四個意識對象，但注意還有提煉的過程，彌補大規(guī)模的過濾的不足。進入意識的對象數(shù)量雖然有限，但每一個對象都經(jīng)過了一個復雜的評估、比較和控制的過程，龐大的數(shù)據(jù)信息被壓縮成為一個小塊。這個過程是在“工作記憶”系統(tǒng)完成的。
工作記憶存儲能力有限，只能存儲幾個關(guān)鍵的意識對象，但是利用注意系統(tǒng)以及意識強大的分析能力，可以將每個意識對象的信息量增大很多。
關(guān)系密切的項目可以形成組塊，組塊再組合成功更大的記憶對象。通過這種方式，我們可以運用意識和組塊產(chǎn)生具有各種功能、各種等級和相互關(guān)聯(lián)的知識。這就是在我們大腦中知識的形成過程。
大自然是高度結(jié)構(gòu)化和相互關(guān)聯(lián)的，我們可以把認識并運用結(jié)構(gòu)化的能力稱之為“組塊能力”，能有條不紊地運用組塊能力是人類比其他動物更加出色的關(guān)鍵所在。能在結(jié)構(gòu)上增加結(jié)構(gòu)，能在概念上組合概念，這也是人類最強大的能力之一。
意識的主要目的，是在工作記憶內(nèi)部尋找有結(jié)構(gòu)性的信息組塊，有效利用它們，達到以最少量的意識完成任務的效果。
所以，我們渴望發(fā)現(xiàn)接收到的任何信息的結(jié)構(gòu)?？偸窃诜e極尋求模式，任何能夠提高我們理解和實踐能力的模式，我們也在不斷總結(jié)規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律，我們還構(gòu)想出對自己有利的策略來幫助我們發(fā)現(xiàn)更多的模式。如果將一種策略看成構(gòu)成意識的材料，與其他策略聯(lián)合來產(chǎn)生新的、更加有效的策略，就能獲得學習和理解能力。
發(fā)現(xiàn)模式，就是發(fā)現(xiàn)信息中重復的部分，然后發(fā)現(xiàn)重復的規(guī)律，通過這種方式將信息壓縮成容量更小卻更有用的形式。這樣我們就不需要記住大量的數(shù)據(jù)，記住規(guī)律就行了。我們通過規(guī)律還可以進行預測，從而有效控制周圍環(huán)境。
新的重要的內(nèi)容，不斷改進我們對世界的認識。我們不斷尋求包含模式、等級的信息，為了操控這些信息而尋求強大的結(jié)構(gòu)性認知工具，這些工具中最有用的就是：語言，語言使另外一個層面信息處理成為可能，即人與人之間可以進行交流，團隊合作產(chǎn)生富有創(chuàng)見性的新思想。
意識的主要目的：
一：處理某些新的或者復雜的任務；
二：革新，發(fā)現(xiàn)模式，創(chuàng)造組塊。
第五章：大腦是如何產(chǎn)生經(jīng)驗
意識的產(chǎn)生并不是跟大腦所有區(qū)塊相關(guān)，其最關(guān)鍵的區(qū)域之一是腦干的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它對意識的形成不可或缺。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)控制著人的睡眠和覺醒周期，當我們做夢時，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)出信號，傳遞給脊髓神經(jīng)或者身體的其他部位，這樣，即使我們夢到自己到處跑，也不會真的撞到墻上。
與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相比，丘腦與意識的形成關(guān)聯(lián)更加密切，丘腦可以從其他腦區(qū)接收和發(fā)送信息，除了信息處理外，丘腦還負責將注意力分配到不同方向，所以丘腦大面積受損會導致成為植物人。
外側(cè)前額葉皮層和后頂葉皮層幾乎總是被共同激活，我們稱之為“前額葉-頂葉網(wǎng)絡”，他們可以處理新鮮復雜的思想，意識與它的活動有極大的關(guān)系。人類的前額葉皮層面積比黑猩猩和其他靈長類動物大很多，因此我們才能從有限的感覺輸入中獲取深刻的理解。也就是前額葉幫助大腦更好理解事物。
人腦中最晚出現(xiàn)的高級感覺區(qū)域參與了經(jīng)驗的方方面面，但這些區(qū)域必須跟“前額葉-頂葉網(wǎng)絡“聯(lián)合運作，才能使我具有真正的意識。
它是整個大腦中最高級的部分。我們完成任何一件復雜或者新奇的事情，我們的“前額葉-頂葉網(wǎng)絡”都會被激活。如果想要把這個區(qū)域最大限度激活或者想要讓意識發(fā)揮最大的功效，必須讓大腦探尋某種新的認知模式。一旦任務變得沒有挑戰(zhàn)性，它的活躍度就會下降，完成任務后，它就會停止活動。
那么意識是怎么產(chǎn)生的呢？
當我們看到一朵玫瑰，我們的體驗在1/3秒內(nèi)就形成了。首先是神經(jīng)元之間展開激烈競爭，使得我們的注意轉(zhuǎn)向玫瑰，超快速的和諧的神經(jīng)元節(jié)律從丘腦章發(fā)出向各個方向傳遞，是存儲在大腦皮層各個區(qū)域的與紅玫瑰有關(guān)的神經(jīng)元信息相互融合。這個統(tǒng)一的意識組塊會向“前額葉-頂葉網(wǎng)絡”傳遞，形成“意識”。
未來幾十年，意識研究者面臨的挑戰(zhàn)是：研究神經(jīng)元如何共同反映信息，什么樣的神經(jīng)元相互作用產(chǎn)生了意識。運用現(xiàn)在的技術(shù)，還遠遠不能收集到足夠的數(shù)據(jù)。但在未來幾十年里，技術(shù)將提升使得我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生意識的神經(jīng)元活動的精確情況。
有兩種意識理論，都認為，意識產(chǎn)生過程就是信息在大腦中傳遞的過程。
大腦的專門區(qū)域接收來自感覺的數(shù)據(jù)，存儲記憶，這個區(qū)域的神經(jīng)元缺乏聯(lián)系，我們需要完成一項輕松、自動、基本上無意識的任務時，只要有這些神經(jīng)元就足夠了。
多功能區(qū)域在大腦網(wǎng)絡中心，包括前額葉-頂葉網(wǎng)絡和丘腦。當執(zhí)行一個復雜的任務時，使得整個大腦皮層同時被激活，這些核心區(qū)域包括很多神經(jīng)元之間的遠程連接，能從專門區(qū)域獲取專門信息。如有必要，前額葉-頂葉網(wǎng)絡和丘腦還可以控制和改變專門區(qū)域的活動，從而進行復雜的信息處理，完成困難復雜的任務。正是這個過程產(chǎn)生了意識。
第二種理論叫“信息整合理論”。這個理論只討論意識的機制，不討論大腦運作的情況，試圖將意識和信息的本質(zhì)聯(lián)系起來，跟進這一理論，大腦是一個網(wǎng)絡，他能否產(chǎn)生意識取決于不同類型的信息的數(shù)量以及這些信息能否有效聯(lián)結(jié)。就一個網(wǎng)絡來說，信息相互聯(lián)結(jié)越多，這個網(wǎng)絡產(chǎn)生意識的能力就越強。比如小腦只有少量神經(jīng)元聯(lián)結(jié)，所以它產(chǎn)生意識的作用就比較小。而前額葉-頂葉網(wǎng)絡由于內(nèi)部聯(lián)結(jié)緊密以及與很多專門區(qū)域緊密相連，因此能夠產(chǎn)生高層次的意識。
一個網(wǎng)絡能容納多少信息量和它能夠擁有多少不同的活動狀態(tài)是一致的，這也意味著我們能夠擁有多少種不同的經(jīng)驗。
一直以來，哲學家們都被一個問題困擾，為什么意識會使主觀的，我們的經(jīng)驗只屬于我自己，他人無法感覺到。
根據(jù)信息整合理論，如果意識是大腦網(wǎng)絡最密集的那部分活動產(chǎn)生的，我的意思當然不能延伸到我的大腦之外的另外一個人，這不是一個哲學問題，而是一個緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡產(chǎn)生一個復雜統(tǒng)一的信息項目的過程，我們把這個過程稱之為意識。
不過，目前我們對意識的研究還在起步階段，還有很長的路要走。
第六章：總結(jié)
意識科學解釋了意識的起源、作用、心理特征、神經(jīng)機制。
從地球生命發(fā)展的歷史中，可以找到意識的起源。古代生物為了存活下來努力獲取關(guān)于周圍環(huán)境有用的想法，在一代代的傳承和進化中，出現(xiàn)了神經(jīng)系統(tǒng)，這是進化過程中產(chǎn)生的專門處理信息的器官系統(tǒng)。
意識的本質(zhì)和主要作用就是將各種對象組合起來產(chǎn)生有意義的結(jié)構(gòu)。
進化賦予我們每個人一臺復雜的生物計算機：大腦。意識深入探尋模式的能力有助于我們理解并征服周圍環(huán)境，但只是滿足原生社會進化的需求：生存和繁衍。
只有在人類身上，進化的基本動力與高級意識目標才會產(chǎn)品如此強烈的長途。我們的生活很容易失控，我們可以運用創(chuàng)新能力去發(fā)現(xiàn)世界的真相，也可以用它來做各種破壞活動和非理性的行為。我們是意識的受益者也是受害者。
從深層次意義上講，意識科學能改變我們的生活方式，防止意識水平下降的一個有效方法就是培養(yǎng)懷疑的精神，意識的主要目的是革新，通過變革改善我們的生活，并養(yǎng)成一種習慣。讓懷疑進入意識范圍內(nèi)的每一個精神組塊的方法可以建立超級組塊。這是一種更高級的習慣，使我們不停探尋任何有更高創(chuàng)造性的事物。
